深い極低温処理による泥パルサーローターのためのセメント炭化物の耐摩耗性と腐食性耐性の改善

泥パルサーのローターで使用されるセメント炭化物は、固体粒子と腐食性泥媒体の洗掘作用に長時間さらされ、研磨摩耗と電気化学的腐食を引き起こします。セメント炭化炭化物の摩耗と腐食性耐性を改善するために、異なるコバルト含有量（WC-5CO、WC-8CO、およびWC-10CO）のサンプルは、-196°Cで深い極低温処理（DCT）を2.5時間受け取ります。光学金属鏡（OM）およびX線回折計（XRD）を使用して、セメント炭化物の位相変化を観察し、XRDも使用されて、セメント炭化炭化物の表面の残留応力の変化を観察します。走査型電子顕微鏡（SEM）を使用して、セメント炭化物の摩耗および電気化学腐食表面微細構造（未処理およびDCT）を特徴付けます。結果は、DCTがη相の沈殿を促進し、ε-coの回折ピークが強化する傾向があることを示しています。未処理と比較して、WC-5CO、WC-8CO、およびWC-10COの摩耗率は、それぞれDCTで14.71％、37.25％、および41.01％を減らすことができます。セメント化された炭化物の摩耗形態は、主にCOとWCの脱落の押出変形です。η相の降水量とDCTによる残留圧縮応力の増加は、耐摩耗性の改善の主な理由です。電気化学腐食特性は、CO相の溶解です。DCTにより、セメント炭化物の腐食の可能性が前方に移動し、腐食電流密度が減少します。DCTによって引き起こされるセメント炭化炭化物の腐食抵抗の増強は、CO相転移、η相降水、およびセメント化された炭化物の圧縮応力の増加によるものです。

Cemented carbide used in the rotor of a mud pulser is subjected to the scouring action of solid particles and corrosive mud media for a long time, which causes abrasive wear and electrochemical corrosion. To improve the wear and corrosive resistance of cemented carbide, samples with different cobalt content (WC-5Co, WC-8Co, and WC-10Co) receive deep cryogenic treatment (DCT) at -196 °C for 2.5 h. An optical metalloscope (OM) and X-ray diffractometer (XRD) are used to observe the phase changes of cemented carbides, and the XRD is also used to observe the change in residual stress on the cemented carbide's surface. A scanning electron microscope (SEM) is used to characterize the wear and electrochemical corrosion surface microstructure of cemented carbides (untreated and DCT). The results show that the DCT promotes the precipitation of the η phase, and the diffraction peak of ε-Co tends to intensify. Compared with the untreated, the wear rates of WC-5Co, WC-8Co, and WC-10Co can be reduced by 14.71%, 37.25%, and 41.01% by DCT, respectively. The wear form of the cemented carbides is mainly the extrusion deformation of Co and WC shedding. The precipitation of the η phase and the increase in WC residual compressive stress by DCT are the main reasons for the improvement of wear resistance. The electrochemical corrosion characteristic is the dissolution of the Co phase. DCT causes the corrosion potential of cemented carbide to shift forward and the corrosion current density to decrease. The enhancement of the corrosion resistance of cemented carbide caused by DCT is due to the Co phase transition, η phase precipitation, and the increase in the compressive stress of cemented carbide.